CN101774833B - 一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒和包膜组成，所述包膜的材料包括如下按质量份计算的组分：营养型发酵液稀释剂1000份、骨胶70～150份、聚乙烯醇9～25份、水溶性骨粉65～215份、悬浮稳定剂9～25份。将上述这些营养物质包裹在微生物菌肥颗粒外表，既能为微生物生长提供营养物质，施用后又能补充作物营养。本发明有效地解决了颗粒微生物菌剂内水分与尿素、磷酸二铵接触后易受潮粉化、结块的关键问题，使包裹层的溶解适中。将骨粉用在复合微生物菌剂中，能够明显起到提高作物品质及增加产量的效果。

Description

一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种复合微生物菌剂，特别是一种带有防潮解包膜材料的颗粒微生物菌剂及其生产方法。

背景技术

有益微生物的存活数量是微生物菌剂产品质量优劣的重要衡量指标。为了提高产品质量，国内外所有科研单位和生产企业都在采用不同的方法来提高产品中有益微生物的数量。因受技术水平、工艺条件的限制，一般企业的产品菌数即使能达到农业部2亿/克左右的标准，但因剂型为液体或粉状，有益微生物与外界接触的比表面积过大，极易受外界不良环境的影响，若出现极端不良环境，则会影响有益微生物的存活和繁殖，导致产品质量不合格。过去曾有科研单位和企业采用挤压造粒法生产颗粒微生物菌剂，但因产品外观为柱状，在实际操作中不易施用，逐步被市场淘汰。目前有个别企业通过独特的制粒技术，使微生物菌剂成为圆粒型，有效降低了有益微生物与外界接触的比表面积，减轻外界不良环境对有益微生物的负面影响，提高有益微生物的存活数量。这种颗粒微生物菌剂，有益微生物存活率提高2倍以上。独特的圆粒剂型，可以与小麦、玉米、大豆等作物种子充分混匀，通过机械化播种，在东北和新疆等地具有广阔的市场。但这种颗粒微生物菌剂成品水分含量一般在10～15%，与尿素、磷酸二铵和高浓度复混肥混合后容易淅水结块或粉化，不能用于机械化施肥，限制了其使用范围。

由于高温对有益微生物的影响，复混肥料企业用现有的生产方法及材料生产微生物肥料难以保证产品质量。近年复混肥料市场疲软，所有复混肥料企业的产品需要升级换代。选用颗粒微生物菌剂生产微生物肥料，不仅投资少，产品质量能够保障。但因包膜材料的溶解度难于控制，颗粒微生物菌剂内水分与尿素、磷酸二铵接触后易受潮粉化、结块，这种想法还难以实现。

此外，如何将营养物质包裹到颗粒微生物菌剂上也是个难题。单独采用骨胶存在溶解速度慢，施用到田里后延迟微生物的活动，影响田间使用效果。单独采用聚乙烯醇常温下即慢慢溶解，限制了产品的保存时间。骨粉含有大量钙、磷等营养元素。将骨粉用于复合肥中可为微生物生长提供需要的钙、磷等营养，但是骨粉属于难溶性磷肥，其主要成份难溶于水，无法被微生物菌吸收利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂及其生产方法，要解决现有的复合微生物菌剂易潮解，肥料无法有效利用的问题，并解决骨粉在复合微生物菌剂中的利用问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒和包膜组成，所述包膜的材料包括如下按质量份计算的组分：

营养型发酵液稀释剂          1000份；

骨胶                             70～150份；

聚乙烯醇                         9～25份；

水溶性骨粉                   65～215份；

悬浮稳定剂                      3～25份。

所述包膜的材料中还含有1～60份的硫酸镁和/或含有1～30份的微量元素。

所述微量元素为硫酸锰或硼砂或二者的混合物，其添加量占防潮解的营养型颗粒微生物菌剂包膜材料的质量份为：

硫酸锰                   1～25份；

硼砂                      0～25份。

所述水溶性骨粉是将骨粉膨化后，用酸溶液水解而制成的水溶性骨粉，酸溶液与膨化骨粉的用量的体积比为3∶1，酸溶液为乙酸、乳酸、柠檬酸的一种或混合液。

所述悬浮稳定剂是羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、改性淀粉、黄原胶、膨润土、二氧化硅或硅酸铝镁。

所述营养型发酵液稀释剂为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和胶胨样芽胞杆菌Bacillus mueilagimosus的发酵液。

这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的生产方法，制备步骤如下：

步骤A、将70～150份骨胶，加入500份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解后将温度下降到50℃，待用；

步骤B、将9～25份聚乙烯醇，加入100份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解并在温度下降到50℃，待用；

步骤C、将步骤A和步骤B中得到的物料按5∶1重量比混合后，再加入400份的营养型发酵液稀释剂混匀，然后加入65～215份水溶性骨粉和9～25份的悬浮稳定剂，在50℃温度条件下搅拌，待所有物料溶解后即配制成包膜液；

步骤D、将包膜液包被在微生物菌肥颗粒的表面，包膜液干燥后形成包膜，制成防潮解的营养型颗粒微生物菌剂。

所述步骤A中，营养型发酵液稀释剂的制备方法为：用枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis和胶胨样芽胞杆菌 Bacillus mueilagimosus，在26～30℃下，分别通过摇瓶培养、种子罐培养、发酵罐扩大培养后，过滤得到的发酵液按1∶1的比例混合，制成营养型发酵液稀释剂。

所述步骤C中水溶性骨粉的制备步骤如下：

a、将膨化骨粉加入酸溶液中浸泡、搅拌30分钟、然后加热至100℃，进行60分钟的水解，酸溶液与膨化骨粉的体积比为3∶1，酸溶液为乙酸、乳酸、柠檬酸的一种或混合液；

b、将水解后的溶液过滤取滤液，调节pH值为6.5～7.0，并将滤液浓缩、烘干、粉碎后即制得水溶性骨粉。

所述步骤C中还加入硫酸镁和/或微量元素，微量元素为硫酸锰或硼砂或二者的混合物，其添加量占防潮解的营养型颗粒微生物菌剂包膜材料的质量份为：

硫酸锰                   1～25份；

硼砂                      0～25份。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的包膜材料由有机成膜剂、水溶性骨粉、中量元素、微量元素及悬浮稳定剂和含有微生物代谢活性成分的营养型稀释剂组成。其中所含有的营养物质水溶性骨粉可供微生物菌剂所需要的养分，满足其生长繁殖的需要，另一方面包膜材料含有有益微生物活动产生代谢产物，氨基酸、胞外酶、葡萄糖和作物生长所必需的多种活性因子，同时辅以中量元素镁，微量元素锰、硼等，可充分补充作物生长所需的各种营养元素，使作物根际形成良好的微生态系统，提高土壤肥力。同时也为作物生长提供了必要的养份；将营养型的颗粒微生物菌剂的防潮包膜材料加热稀释溶解后，直接包覆在颗粒微生物菌剂表面，形成具有一定强度和通透性的保护膜，从而解决了颗粒微生物菌剂和复混肥料其他原料混合即潮解、结块的难题，能够有效调控有益微生物与外界接触，减轻外界不良环境对有益微生物的负面影响，提高有益微生物的存活数量。这种颗粒微生物菌剂，有益微生物存活率提高2倍以上，更主要的是有效地解决了颗粒微生物菌剂成品与尿素、磷酸二铵和高浓度复混肥混合后容易淅水、结块，不能用于机械化施肥的难题，扩大了使用范围，为生产高质量的微生物复混肥料提供了材料和技术保障。目前全国有复混肥企业5000多家，不需要增加任何设备，就可以应用营养型颗粒微生物菌剂生产微生物复混肥料，具有广阔的市场空间。

本发明选用的有机成膜剂为骨胶和聚乙烯醇混合制成，将骨胶和聚乙烯醇按5︰1比例(重量比)混合制成有机成膜材料，有效地解决了颗粒微生物菌剂内水分与尿素、磷酸二铵接触后易受潮粉化、结块的关键问题，使包裹层的溶解适中。

为了提供微生物所需要的钙、磷营养，本发明选用水溶性膨化骨粉作为钙、磷营养源。骨粉主要含磷成分为磷酸三钙，占骨粉的58～62%。此外，骨粉中还含有磷酸三镁1～2%，碳酸钙6～7%，氟化钙2%，骨粉中含氮4～5%，有机物，脂肪与骨胶，所以它也是一种多成分肥料，但是骨粉属于难溶性磷肥，其主要成份难溶于水，因此其有益成份难于发挥作用。本发明的骨粉经过170℃高温下利用瞬间喷放的压差突变，拉断物料的分子链，使其完全膨化，膨化后的骨粉含粗蛋白≥50%、灰份≥33%、磷≥4%、钙≥8%、赖氨酸≥2.4%，膨化的骨粉的蛋白质含量比例适宜，易于微生物菌的吸收利用，而经过膨化的骨粉又有利于有机酸进行水解。膨化骨粉也可以直接在市场购买。

本发明采用有机酸对膨化骨粉进行水解处理，膨化骨粉经水解处理后，成为能被植物吸收的磷营养。与此同时，充足的水溶性磷源供应，还有益于巨大芽孢了杆菌、枯草芽孢杆菌、胨样芽孢杆菌等具有溶磷功能微生物的生长、使其保持、并增强了溶磷功能。

本发明采用的悬浮稳定剂是羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、改性淀粉、黄原胶、膨润土、二氧化硅或硅酸铝镁的一种。它们具有粘着、增稠、乳化分散作用。

本发明采用了营养型发酵液作为稀释剂，这种营养型发酵液稀释剂含有枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和胶胨样芽胞杆菌（Bacillus mueilagimosus ）在其生长繁殖过程中产生的各种有机酸（草酸、柠檬酸、乳酸）和次生代谢产物（吲哚乙酸、生长素、赤霉素和细胞分裂素），能刺激植物根系生长，促进土壤中难溶的磷钾养分被植物根部吸收利用。

本发明采用中量元素是硫酸镁；微量元素是硫酸锰、硼砂的一种或混合物，添加中量元素硫酸镁的配方适用于烟草、香蕉、柑橘等喜镁作物；添加微量元素硼砂的配方适用于需硼量大的作物上，例如：油菜、花椰菜、芹菜、白菜、包心菜、甘蓝、萝卜、芜菁、莴苣、甜菜、苹果、向日葵、柠檬、油橄榄等，以含硼配方防潮解的营养型颗粒微生物菌剂生菜田间试验为例，其增产效果显著。

将上述这些营养物质包裹在微生物菌肥颗粒外表，既能为微生物生长提供营养物质，施用后又能补充作物营养。

本发明分别在北京等地区进行了初步的效果试验。试验结果表明，该防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，具有提高作物品质及增加产量的效果。其具体试验结果如下所示：

生菜：生菜田间试验为例，含硼营养型颗粒微生物菌剂与未处理颗粒微生物菌剂对比，增产28.3%；通用营养型颗粒微生物菌剂与未处理颗粒微生物菌剂对比，增产25.6%。其增产效果显著。

花生：花生上试验，营养型颗粒微生物菌剂与未处理颗粒微生物菌剂对比，营养型拌种的处理前期根系比对照组根系长1.9cm、花生亩产量增加83.33kg，增幅19.6%。

棉花：在天然彩色棉棕絮1号进行试验，施用营养型颗粒微生物菌剂的棉花比施普通颗粒微生物菌剂对照的单铃重、衣分、纤维长度分别增加0.06克、0.6%、0.6mm，两者的马克隆值则均为4.3。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：1-微生物菌肥颗粒、2-包膜。

具体实施方式　  

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明   

实施例1，这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒1和包膜2组成，所述包膜2的材料包括如下按质量份计算的组分：

营养型发酵液稀释剂           1000份；

骨胶                                       105份；

聚乙烯醇                                15份；

水溶性骨粉                            90份；

硫酸镁                                    45份；         

硫酸锰                                    15份；        

硼砂                                      12份；    

羧甲基纤维素钠                    10份。

这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的生产方法，制备步骤如下：

步骤A、将105份骨胶，加入500份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解后将温度下降到50℃，待用。

所述营养型发酵液稀释剂的制备方法为：用枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis和胶胨样芽胞杆菌 Bacillus mueilagimosus，在26～30℃下，分别通过摇瓶培养、种子罐培养、发酵罐扩大培养后，过滤得到的发酵液按1∶1的比例混合，制成营养型发酵液稀释剂。

步骤B、将15份聚乙烯醇，加入100份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解并在温度下降到50℃，待用。

步骤C、将步骤A和步骤B中得到的物料按5∶1重量比混合后，再加入400份的营养型发酵液稀释剂混匀，然后加入90份水溶性骨粉、10份的悬浮稳定剂，45份的硫酸镁、15份的硫酸锰和12份的硼砂，在50℃温度条件下搅拌，待所有物料溶解后即配制成包膜液。

 所述水溶性骨粉的制备步骤如下：

a、将膨化骨粉加入酸溶液中浸泡、搅拌30分钟、然后加热至100℃，进行60分钟的水解，酸溶液与膨化骨粉的体积比为3∶1，酸溶液为乙酸、乳酸、柠檬酸的一种或混合液；

b、将水解后的溶液过滤取滤液，调节pH值为6.5～7.0，并将滤液浓缩、烘干、粉碎后即制得水溶性骨粉。 

所述膨化骨粉的制备方法为：将动物骨粉碎，采用膨化骨粉加工设备在170℃高温下利用瞬间喷放的压差突变，拉断物料的分子链，使骨粉完全膨化，得到膨化骨粉，膨化骨粉的细度为80～100目；浸泡膨化骨粉所用的酸溶液为8%的乙酸、乳酸或10%的柠檬酸。膨化骨粉也可在市场直接采购。

步骤D、将包膜液包被在微生物菌肥颗粒1的表面，包膜液干燥后形成包膜2，制成防潮解的营养型颗粒微生物菌剂。

本实施例产品系通用型产品，适合多种作物的生长需要，如对硼的中度敏感作物 番茄、棉花、马铃薯、甘薯、烟草、胡萝卜、辣椒、荠菜、菠菜、花生、桃、梨、板栗、茶、等。

实施例2

这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒1和包膜2组成，所述包膜2的材料包括如下按质量份计算的组分：

营养型发酵液稀释剂           1000份；

骨胶                                     105份；

聚乙烯醇                                15份；

水溶性骨粉                            90份；

硫酸镁                                    50份；        

硫酸锰                                  17份；      

羧甲基纤维素钠                   6份。

本实施例菌剂的加工工艺参见实施例一。

本实施例配方宜用在对硼不敏感的作物上，如大麦、小麦、玉米、高粱、谷子、水稻、大豆、黄瓜、洋葱、樱桃、西瓜、胡桃等，尤其适用于烟草、香蕉、柑橘等喜镁作物。

实施例3，

这种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒1和包膜2组成，所述包膜2的材料包括如下按质量份计算的组分：

营养型发酵液稀释剂          1000份；

骨胶                                     105份；

聚乙烯醇                              15份；

水溶性骨粉                          90份；

硫酸镁                                  45份；        

硫酸锰                                   8份；       

硼砂                                     20份；      

羧甲基纤维素钠                   8份。

本实施例菌剂的加工工艺参见实施例一。

含硼砂的产品适用在需硼量大的作物上。例如：油菜、花椰菜、芹菜、白菜、包心菜、甘蓝、萝卜、芜菁、莴苣、甜菜、苹果、向日葵、柠檬、油橄榄等。以颗粒菌剂生菜田间试验为例，其增产效果显著，其对比试验结果如下表：

配   方          小区产量(千克)         折合亩产(千克)     增产率

实施例3配方

含硼颗粒菌剂      1.2    50.4    60.0         2542.23         28.3%

实施例1配方

通用颗粒菌剂      54.0    52.8    61.2         2488.90        25.6%

对照例

未处理颗粒菌剂    42.8    44.0    44.6         1982.23         --

注:小区面积15平米。

本发明的微生物菌肥颗粒可采用专利ZL 02123534.1的复合微生物菌剂吸附剂，吸附专利ZL 01 2 78197.5的复合微生物菌剂，其中巨大芽孢杆菌活菌数与胶胨样芽孢杆菌活菌数的比例为3﹕2，也可以按作物生长需要选用其它的多种微生物菌肥颗粒。每1000公斤颗粒微生物菌剂可喷15-60公斤营养包膜液。

Claims (7)

1.一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，由微生物菌肥颗粒（1）和包膜（2）组成，其特征在于：所述包膜（2）的材料包括如下按质量份计算的组分：

营养型发酵液稀释剂            1000份；

骨胶                                70～150份；

聚乙烯醇                           9～25份；

水溶性骨粉                    65～215份；

悬浮稳定剂                        3～25份；

所述悬浮稳定剂是羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、改性淀粉、黄原胶、膨润土、二氧化硅或硅酸铝镁的一种；

所述营养型发酵液稀释剂是由用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和胶胨样芽胞杆菌 （Bacillus mueilagimosus），在26～30℃下，分别通过摇瓶培养、种子罐培养、发酵罐扩大培养后，过滤得到的发酵液按1∶1的比例混合而成。

2.根据权利要求1所述的防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，其特征在于：所述包膜（2）的材料中还含有1～60份的硫酸镁和/或含有1～30份的微量元素。

3.根据权利要求2所述的防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，其特征在于：所述微量元素为硫酸锰或硼砂或二者的混合物，其添加量占防潮解的营养型颗粒微生物菌剂包膜（2）材料的质量份为：

硫酸锰                     1～25份；

硼砂                         0～25份。

4.根据权利要求1或3所述的防潮解的营养型颗粒微生物菌剂，其特征在于：所述水溶性骨粉是将骨粉膨化后，用酸溶液水解而制成的水溶性骨粉，酸溶液与膨化骨粉的用量的体积比为3∶1，酸溶液为乙酸、乳酸、柠檬酸的一种或混合液。

5.一种防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的生产方法，其特征在于制备步骤如下：

步骤A、将70～150份骨胶，加入500份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解后将温度下降到50℃，待用；

步骤B、将9～25份聚乙烯醇，加入100份营养型发酵液稀释剂，加热到75～80℃,溶解并在温度下降到50℃，待用；

步骤C、将步骤A和步骤B中得到的物料按5∶1重量比混合后，再加入400份的营养型发酵液稀释剂混匀，然后加入65～215份水溶性骨粉和9～25份的悬浮稳定剂，在50℃温度条件下搅拌，待所有物料溶解后即配制成包膜液；

步骤D、将包膜液包被在微生物菌肥颗粒（1）的表面，包膜液干燥后形成包膜（2），制成防潮解的营养型颗粒微生物菌剂；

所述悬浮稳定剂是羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、改性淀粉、黄原胶、膨润土、二氧化硅或硅酸铝镁的一种；

所述步骤A中，营养型发酵液稀释剂的制备方法为：用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和胶胨样芽胞杆菌 （Bacillus mueilagimosus），在26～30℃下，分别通过摇瓶培养、种子罐培养、发酵罐扩大培养后，过滤得到的发酵液按1∶1的比例混合，制成营养型发酵液稀释剂。

6.根据权利要求5所述的防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的生产方法，其特征在于：所述步骤C中水溶性骨粉的制备步骤如下：

a、将膨化骨粉加入酸溶液中浸泡、搅拌30分钟、然后加热至100℃，进行60分钟的水解，酸溶液与膨化骨粉的体积比为3∶1，酸溶液为乙酸、乳酸、柠檬酸的一种或混合液；

b、将水解后的溶液过滤取滤液，调节pH值为6.5～7.0，并将滤液浓缩、烘干、粉碎后，即制得水溶性骨粉。

7.根据权利要求5所述的防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的生产方法，其特征在于：所述步骤C中还加入硫酸镁和/或微量元素，微量元素为硫酸锰或硼砂或二者的混合物，其添加量占防潮解的营养型颗粒微生物菌剂的包膜（2）材料质量份为：

硫酸锰                   1～25份；

硼砂                      0～25份。

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